1993 Fiscal Year Annual Research Report
磁気計測による細胞内の小器官の運動と繊維構造の関係の研究
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04452212
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| Research Institution | Tokyo Denki University |
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Principal Investigator |
根本 幾 東京電機大学, 理工学部, 教授 (40105672)
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| Keywords | 細胞内運動 / 生体磁気 / 食胞 / マクロファージ / アクテン / ミオシン / 細胞骨格 |
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| Research Abstract |
本研究の目的は、磁気計測によって生きている細胞内の運動を測定し、それによって運動の機構に関する知見を得ようというものである。原理そのものは単純である。使用する細胞は肺胞マクロファージ(以下Mphと略)であり、この細胞の食作用を利用して磁性粒子であるFe_3O_4を取り込ませる。粒子は食胞と呼ばれる細胞内小器官に取り込まれる。粒子に外部より強い磁界をかけると、その後細胞からの磁界を測定することができる。この細胞磁界は食胞の磁気モーメントの整列状態を表わすから、細胞磁界を計測することは、食胞の磁気モーメントの方向の分布を計測していることになる。これは数分の時定数で減少する緩和を見せる。この緩和は食胞のランダムな回転運動の大きさを表わしている。本研究で用いたその粒子の大きさが非常に均一なので、得られた緩和曲線はかなり理論的な指数関数に近く、従って実験結果の定量的な解釈がし易くなった。すでに一度強く磁化された食胞(実際は粒子)に弱い磁界を加えると、磁界の方向に食胞の磁気モーメントを整列させようというエネルギーと、食法をランダムに動かすエネルギーが釣り合う平衡状態を作り出すことができ、これによって食法を動かしているエネルギーは熱じょう乱kTより2桁大きいことが分かった。この方法によって、食胞の周囲を液体と見なしたときの、見かけの粘性係数も測定できる。
このような原理を用いて行った実験から、食胞の運動は食胞の膜と周囲の繊維構造との間の相互作用によって発生するという仮説をたて、その相互作用をポワソン過程のような確率過程と考えて、数理モデルを構成した。さらにこのモデルに基づいた新たな実験を続けてゆけば、この相互作用に関して新たな知見が得られるとの見通しを得た。
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